DBU - gáztisztítás ionos folyadékokkal projekt adatbázis
A projekt során ionos folyadékokon alapuló membránokat kell kifejleszteni és felhasználni a gáztisztításhoz különböző területeken. A hangsúly a kén- és nitrogénvegyületek elválasztására a műszakilag releváns gázáramokról, valamint a CO2 elválasztásáról a biogáztól. A projekt célja egy működő prototípus, amellyel a technológia alapvető alkalmazhatósága kimutatható. A projekt kivitelezésének oka az ionos folyadékokban említett gázok magas oldhatósága és az ionos folyadékok felhasználásának lehetősége stabil folyadékmembránok előállítására (mivel az ionos folyadékoknak nincs releváns gőznyomása). Ezeknek az előfeltételeknek kell megalapozniuk a ként, nitrogén-oxidot vagy CO2-t tartalmazó gázok (pl. Biogáz, füstgáz) hatékonyabb tisztítását a hagyományos technológiákhoz képest. Ily módon az ipari gázáramokat kevesebb anyag- és energiafogyasztással kell megtisztítani, és különösen lehetővé kell tenni a hatékony bioa-kezelést (metángazdagítás a földgázhálózatba történő betápláláshoz).
Eredmények és vita
Ezzel a munkával párhuzamosan a laboratóriumi létesítmények méretének növelésén is végeztek munkát. A hagyományos membránmodulok (tekercselő modul, üreges szálas modul) alapján az itt tesztelt membránok számára ioncsatornákból egy tekercselő modult fejlesztettek és gyártottak, így a projekt vége felé az új modult a lehető legreálisabb körülmények között is tesztelték. Különböző hordozóanyagok és ionos folyadékok alkalmazásakor néha jelentős növekedési hatások jelentkeztek, amelyek a vártnál alacsonyabb permeabilitást eredményeztek. Különösen a sebmembrán hordozóanyag nagy felületű bevonata vezetett nem megfelelő eredményekhez. A nagy membrántekercsek tökéletes előállítását a különböző megközelítések ellenére sem sikerült kielégítően megvalósítani.
Az IL-membránok hosszú távú stabilitásának vizsgálata teljesen új felismerésekhez vezetett. Matematikai modellt fejlesztettek ki a membránstabilitás előrejelzésére kísérleti eredmények alapján. Kimutatták, hogy magas hőmérsékleten - a megfelelő IL-stabilitástól függően - nemcsak az IL hőbontása várható, hanem az ionos folyadék elpárolgása is várható, különösen a tervezett nagy gázáramlás mellett. Ezt a szempontot korábban figyelmen kívül hagyták az IL-k rendkívül alacsony gőznyomása miatt. Ebben a speciális alkalmazásban azonban kiderült, hogy az ionos folyadék ilyen módon ürülhet ki a rendszerből. Ki kell zárni azonban a természetre nagyrészt ismeretlen hatású vegyi anyagok kibocsátását, mielőtt azokat technikai célokra felhasználhatnák.
Összefoglalva, a gázszétválasztáshoz szükséges IL membrán technológia alkalmas a laboratóriumi méretarányra. Nagyobb léptékű áttérés nem valósítható meg a tervek szerint. Az újonnan felmerülő problémák leküzdését további munkák vizsgálják.
PR és prezentáció
A technológia érdekelt iparágakon belüli kommunikációja (pl. Biogáz, üzemanyagcellás technológia, GTL) mellett az aktuális eredményeket konferenciákon is közzétették:
- 10. Szűrési Világkongresszus, Lipcse, 2008. április
- 27. Osnabrücki Környezetvédelmi Beszélgetés, 2008. június
- Zöld oldószerek, Friedrichshafen, 2008. szeptember
- A ProcessNet éves konferenciája, Karlsruhe, 2008. október
- ACHEMA, Frankfurt, 2009. május
A kiválasztott eredményeket szaklapokban is közzétették:
- Ásványolaj-földgáz-szén 6 (2009) OG 94. o
- Fizikai kémia Kémiai Fizika (2009), 11, 9375-9381
A projekt első felét követően az új technológiával szemben támasztott elvárások nagy része teljesülhetett. Kimutatták, hogy laboratóriumi méretekben stabil membránok állíthatók elő, nagyon jó elválasztási képességgel. Amikor a laboratóriumi eredményeket később nagyították, a laboratóriumi eredményeket egyelőre már nem lehetett elérni. Továbbá bebizonyosodott, hogy a párolgási folyamatok fontos hatással lehetnek az IL membránok hosszú távú stabilitására.